本文研究的主要作者是Xinjing Wang和Bilan Li,其所属机构为上海第一妇婴保健院、同济大学医学院妇产科系。该研究发表于期刊《Oncotargets and Therapy》,发布时间为2017年,文中DOI为:http://dx.doi.org/10.2147/ott.s130022。
本文的研究领域主要集中在妇科肿瘤学,尤其是子宫内膜癌(endometrial carcinoma,EC)。子宫内膜癌是女性生殖道中最常见的恶性肿瘤之一,每年全球新发病例达18.9万,死亡人数约为4.5万。对于晚期和复发性子宫内膜癌的患者,预后往往较差。尽管放疗和激素疗法可作为晚期或复发性病例的辅助治疗,现有的治疗效果仍有限,其分子病理机制尚未完全明确。
近年来,DNA启动子区域高甲基化作为一种关键的表观遗传调控机制,在肿瘤发生过程中引起了广泛关注。这种机制通过抑制某些肿瘤抑制基因的转录,促进细胞周期异常及抗凋亡功能,从而促进癌症发生。DNA甲基化由DNA甲基转移酶(DNA methyltransferases,DNMTs)调节,DNMT1作为关键的DNA甲基转移酶之一,在维持DNA甲基化模式和抑制肿瘤抑制基因转录中具有重要作用。
然而,目前关于DNMT1在子宫内膜癌中的作用研究尚不充分。因此,本研究旨在探讨DNMT1通过调控细胞周期及凋亡相关蛋白表达对子宫内膜癌细胞的影响,这为进一步开发以DNMT1为靶点的子宫内膜癌新疗法提供理论依据。
本研究的流程可分为以下几部分:
本研究中,采用了四种子宫内膜癌细胞系:HEC-1B、KLE、Ishikawa和AN3CA,这些细胞均购自中国科学院。细胞培养采用高糖DMEM/F12培养基,补充10%胎牛血清(FBS)。
研究通过小干扰RNA(siRNA)技术下调DNMT1表达,使用Lipofectamine 2000转染试剂进行转染实验,而对照组使用了无关序列的siRNA。
利用TRIzol试剂提取总RNA,之后反转录为cDNA,并采用SYBR Premix Ex Taq进行实时定量PCR(qPCR)。研究中使用的关键基因引物包括:NF-κBIA(核因子κB抑制因子α)、Bax(与Bcl-2相关的x蛋白)、Bcl-2(B细胞淋巴瘤-2基因)及CCND1/2(细胞周期素D1/D2)。
研究提取了细胞总蛋白,采用Bio-Rad蛋白检测试剂盒定量后,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白,并将蛋白转移至PVDF膜。接着,分别与针对DNMT1、Bax、Bcl-2等特异抗体孵育,通过化学发光检测蛋白信号。
采用CCK-8(细胞计数试剂盒)法,每孔接种103个细胞,培养后分别于450 nm处测定光密度(OD值),以评估不同处理组细胞的增殖能力。
利用流式细胞术检测siRNA处理对细胞周期及凋亡的影响。细胞通过PI染色法进行周期分布分析,并使用Annexin V-FITC/PI双染试剂盒检测凋亡比例。
qPCR和Western Blot数据显示,DNMT1的表达在低分化子宫内膜癌细胞系(AN3CA和HEC-1B)中显著高于高分化细胞系(KLE和Ishikawa)。转染DNMT1 siRNA后,AN3CA和HEC-1B细胞的DNMT1表达水平显著降低,与对照组相比有统计学意义(P < 0.01)。
通过CCK-8检测发现,转染DNMT1 siRNA后,AN3CA和HEC-1B细胞的增殖能力明显降低(P < 0.01),表明DNMT1促进了子宫内膜癌细胞增殖。
细胞周期检测显示,DNMT1降解后,G0/G1期细胞比例显著升高,S期细胞比例减小。这提示DNMT1可能通过调控细胞周期相关基因,例如CCND1/2,促进细胞增殖。
通过流式细胞术发现,与对照组相比,DNMT1 siRNA组的子宫内膜癌细胞早期凋亡率显著增加,凋亡比例从2.66%增强至4.93%(P < 0.05)。
qPCR及Western Blot显示,DNMT1 siRNA组的NF-κBIA和Bax表达显著上调,而Bcl-2及CCND1/2显著下调。这一结果表明,DNMT1可能通过调控这些蛋白改变细胞周期和凋亡机制。
该研究首次证实,DNMT1在侵袭性且低分化的子宫内膜癌细胞中异常高表达。DNMT1通过上调CCND1/2、下调Bax/Bcl-2比率,作为细胞增殖的积极调节因子并抑制凋亡。
阻断DNMT1的功能显著抑制了子宫内膜癌细胞的增殖,并引起细胞周期阻滞及凋亡。这一发现进一步证明了DNMT1在子宫内膜癌发生和发展的关键作用,并提示其可能成为一种潜在的治疗靶点。
未来,需在体内动物模型中验证DNMT1靶向治疗的有效性,并开展相关临床研究。这将帮助确定DNMT1抑制剂在子宫内膜癌治疗中的实际应用潜力,同时也可拓宽表观遗传学在癌症治疗中的开发思路。